Para citar este artículo: Cárdenas, O. M. (2016). Socialización de unidades didácticas para la enseñanza - aprendizaje de enlace químico a estudiantes que cursan asignaturas básicas en educación superior. Praxis. Vol. 12, 39-51

RESUMEN

En esta investigación se socializa un modelo para la planificación de la enseñanza, basado en el diseño de Unidades Didácticas; este instrumento no puede considerarse de validez universal, pero es reproducible, ya que cada dispositivo didáctico aporta un perfil profesional emergente a nivel de educación superior, esto con miras a potenciar la comprensión del tema de Enlace Químico, con la identificación de algunas dificultades que presentan los estudiantes al entender la relación de las propiedades físicas de los compuestos con los Enlaces Químicos, con la complejidad que esto demanda. El tipo de investigación es empírica y se ubica en el enfoque constructivista. El test Enlace Covalente y su estructura, se aplicó como instrumento de diagnóstico a 42 estudiantes de Química y Licenciatura en Ciencias Naturales y Educación ambiental, en formación inicial universitaria en Ciencias Naturales de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, teniendo como hipótesis: a) nula, las primeras 5 preguntas tendrán un 80% de aciertos; b) alternativa, las primeras cinco preguntas arrojarán un porcentaje de acierto, mayor al 80%; c) la percepción de este tema resulta ser un campo que permite dar explicación a los fenómenos naturales y d) su acertada explicación permite evitar que los estudiantes adapten errores conceptuales y aprendan significativamente.

Palabras clave: Unidades Didácticas, Enseñanza – Aprendizaje, Formación Inicial Universitaria, Química y Enlace Químico.

ABSTRACT

In this research, a model for educational planning of teaching is presented; the design is based on Didactic Units and the perspectives to higher level education. This is intended to enhance understanding of Chemical Bonding Concept, identifying some of the difficulties students have to understand the interaction between atoms from the macroscopic properties of substances, with the complexity this demands. The research is empirical with the constructivist point or view. The test Covalent Bond and its structure was applied as a diagnostic tool to 42 students of Chemistry and Bachelor of Natural Science and Environmental Education of the Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, (UPTC) the perception of this topic becomes a field that allows to explain the natural phenomena and its accurate explanation allows, on one hand, to avoid the students adapt conceptual mistakes, and on the other, foster meaningful learning in them.

Keywords: Didactic Units, Teaching - Learning, University Initial Training, Science, Chemistry and Chemical Bond.

INTRODUCCIÓN

Según las diferentes corrientes científicas, el concepto de enlace químico, es el tema más valioso de la Química y uno de los conceptos que mayor desarrollo ha tenido durante los últimos 150 años, considerándose como uno de los más grandes triunfos del intelecto humano (Pauling, 1992). Así mismo la “comunidad científica califica el enlace químico como una de las seis grandes ideas de la Química” (Gillespie, 1997, p. 862-864). “El concepto es considerado crucial en esta área ya que de su correcta comprensión depende que el estudiante pueda desarrollar con éxito otras áreas de esta ciencia e incluso de la Biología” (García, Garritz, Chamizo, 2008, p.111). Sin embargo, muchos de los miembros de la comunidad académica, consideran que “el enlace químico es un fenómeno altamente complejo que elude todos los intentos de una descripción sencilla, indicando así que el tema del enlace Químico resulta ser importante aunque complejo”, (Kutzelnigg, 1984, p. 272- 295).

Con el propósito de darle una importancia relevante a la aplicación y mejor comprensión del concepto de enlace Químico se acude a la utilización de herramientas como la aplicación de las unidades didáctica como estrategia para su comprensión; es la más reciente y afortunada estrategia para la enseñanza de la ciencia (Campanario & Moya, 1999). Por tanto, y como quiera que se desee la aplicación de un modelo constructivista que propone acudir a la socialización de los modelos de planificación de unidades didácticas propuestas por (Sánchez & Valcárcel, 1993).

Couso, Badillo, Perafán & Bravo, (2005) afirman que “Desde las diferentes corrientes filosóficas en las que se sitúan las didácticas específicas se resalta la importancia de la unidad didáctica en el proceso educativo por constituir la concreción de qué se va a enseñar” (p.9). Y como entre las diferentes perspectivas se ha querido destacar la visión de la unidad didáctica desde el paradigma constructivista en el que el docente diseña, crea, selecciona, modifica, implementa y evalúa las unidades didácticas que aplica en su aula. El propósito didáctico de este artículo es el de guiar a docentes y estudiantes, en la utilización de esta herramienta (Unidades Didácticas) que evidencia avances profundos en el aprendizaje porque contiene un gran número de recursos cognitivos, destrezas, habilidades, capacidades, y conceptos, que engloba para alcanzar objetivos académicos, investigativos, administrativos que apuntan a lograr la calidad académica. En lo social, el estudiante se apropia de estas estrategias a fin de contribuir en la formación de comunidades donde el saber se convierte en el insumo que le permitirá mostrarse como un solucionador de problemas ya que el conocimiento se adapta como útil, riguroso y aplicado.

Históricamente las unidades didácticas tienen sus albores en los mapas conceptuales, cuyo propósito es el de categorizar gráficamente conceptos generales a particulares y viceversa. Méheut & Psillos (2004) han hablado de dos dimensiones que están inmersas a la hora de diseñar las unidades didácticas: La epistemológica (estudia el conocimiento humano y modo de actuar del individuo para desarrollar las estructuras de pensamiento) y la didáctica (para algunos académicos es considerada la ciencia del diseño). En la actualidad aparecen publicaciones con orientaciones para la elaboración y algunas ya elaboradas para la ESO y el bachillerato según Gil, Furió & Martínez Torregrosa, 1991; Caamaño & Heuto, 1992; Gil y otros, 1993 Sánchez Blanco y Valcárcel, 1993; Hierrezuelo y Yus, 1995; Pro, 1999; Guisasola & Pérez de Eulate, 2001; Sanmarti, 2000, 2002; Sanmarti & Pujol, 2000; Pro & Saura, 2001, García Barros & Martínez Lozada, 2011; Caamaño & Guitart, 2011; Couso, 2011; Couso y otros 2011; Gutierrez, 2011; Jaén, 20011. (Caamaño Aureli, 2013, p. 5 – 11).

En la figura 1 se presentan los hitos históricos relevantes que explican el origen de las unidades didácticas y señala con énfasis los aspectos incidentes en el cambio innovador encauzado a potenciar el proceso enseñanza aprendizaje, desde la socialización de un modelo para la planificación de la enseñanza.

METODOLOGÍA

“El estudio se estableció en el tipo de investigación Empírica” (Rincón A. & de Latorre, 1992, p.43) basado en el paradigma analítico. Se ha seleccionado este paradigma, porque el tipo de investigación es acorde con la metodología definida para dar cumplimiento a la investigación planteada; se asume que como está inmersa en el campo de la didáctica de las Ciencias, busca obtener nuevos conocimientos en el campo de la realidad social, y a la vez, estudiar la implicación social para diagnosticar necesidades y problemas con el abordaje de conocimientos con finalidades prácticas (investigación aplicada) (Murillo F. J. 2002, p.203). Este proceso implica la utilización de técnicas cualitativas y cuantitativas, cuyo enfoque viene predominando en las investigaciones educativas por un largo período de tiempo. Como ya se ha mencionado, parte de la extensión a las ciencias sociales de las concepciones propias de las ciencias naturales, es decir, parte de la consideración que no hay distinción entre los fenómenos de la naturaleza y los fenómenos sociales, considerando la realidad educativa como única y estable, sin apreciar la complejidad de su objeto de estudio diferencia esencial con las ciencias naturales (Ramírez Ignacio, 2011, p.2).

Las fases en las que se ha desarrollado la investigación son:

Fase I: Revisión Bibliográfica

Se realizó una revisión de libros: Hacia el Cambio Conceptual del Enlace Químico, Unidades Didácticas en Ciencias y Matemáticas; bases de datos: Scopus, Science Direct, Ebsco Host, artículos: Desarrollo de una Unidad Didáctica: el estudio del enlace químico en el bachillerato, la utilización de un modelo de planificación de unidades didácticas: el estudio de las disoluciones en la educación secundaria, para dar cuenta de los estudios que se han realizado, y así constatar la necesidad de diseñar e implementar unidades didácticas sobre enlace químico, para enfrentar, complementar y optimizar el proceso de aprendizaje de estos contenidos, en la búsqueda del cambio conceptual.

FASE II: Aplicación del instrumento

Se aplicó 1 test sobre enlace covalente y su estructura. Fuente: Science and Mathematics Education Centre Curtin University of Technology, Kent Street, Bentley, WA 6102, Test on Covalent Bonding and Estructure, a estudiantes de química (IV semestre) y Licenciatura en Ciencias Naturales y educación Ambiental (II semestre) de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, dicho cuestionario fue traducido al español (ver anexo), para identificar las concepciones alternativas que revelan los estudiantes. Según Peterson y Treagust, & Garnett (1989) las clasifican en seis conjuntos: polaridad de enlace, forma molecular, fuerzas intermoleculares, polaridad de las moléculas, y regla del octeto y celdas.

FASE III: Análisis del test sobre enlace covalente y su estructura

Se usó el software minitab 17 versión libre, para realizar los cálculos estadísticos; su uso ofrece ventajas tales como: únicamente realiza cálculos estadísticos y su manipulación resulta sencilla y de uso común.

El instrumento enlace covalente y su estructura se aplicó con el fin de realizar un estudio preliminar que confirmara lo que se afirma en la literatura “Qué tan cierto es y por qué a los estudiantes se les dificulta comprender el tema de enlace Químico”.

INSTRUMENTOS UTILIZADOS

• Revisión de las Unidades didácticas al estilo de (Sánchez & Valcárcel, 1993), cada componente se complementa con el conocimiento pedagógico del contenido: análisis científico – contenidos curriculares; análisis didáctico – con el conocimiento y creencias acerca del entendimiento estudiantil y los tópicos particulares de las ciencias; selección de objetivos orientaciones hacia la enseñanza de la ciencia, selección de estrategias didácticas conocimientos y creencias acerca de las estrategias instruccionales para enseñar ciencias y selección de estrategias de evaluación – conocimientos y creencias acerca de la evaluación en ciencias.

• Test sobre enlace covalente y su estructura: se aplicó un test (ver anexo) sobre enlace covalente y su estructura. El cuestionario consta de 15 preguntas; donde cada una consta de tres partes: un enunciado, y 2 posibilidades de respuesta o de selección múltiple. En la primera se selecciona la mejor alternativa que completa el enunciado y en la segunda, se selecciona una justificación a esta selección.

Así planteadas las preguntas los estudiantes seleccionan la mejor alternativa, optimizando de esta forma la objetividad de la prueba y evaluando aspectos como la coherencia entre la respuesta seleccionada y la justificación de dicha selección permite clasificar las concepciones alternativas en los seis grupos mencionados anteriormente; además permite aplicar una gradación del puntaje asignado a las respuestas, como alternativa al todo o nada que caracteriza a las pruebas objetivas de selección múltiple “donde solo una de las alternativas es verdadera”.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las respuestas dadas por los estudiantes indican que los grupos entendieron la regla del octeto como norma rectora y como teoría básica para explicar el número de enlaces que forma un átomo, ya que la pregunta 10, cuya respuesta es 2A, es la que mayor número de aciertos ha arrojado.

En la figura2: matriz de acierto, se presentan los porcentajes globales de acierto para quienes seleccionaron, tanto la alternativa verdadera como la razón que la justifica. El acierto general, para todas las preguntas fue del 15%, siendo mayor el porcentaje de aciertos de estudiantes de Química (19%) frente a los de LCNEA (10%), resultados muy pobres que podrían indicarnos la necesidad de reforzar la formación y el uso de estrategias didácticas, reafirmando, Izquierdo Aymerich Mercè (2004) considera que:

la enseñanza de la química se enfrenta a serias dificultades; éstas constituyen un reto para los profesores que creen que la química puede aportar mucho a la actual ‘sociedad del conocimiento’, aún a sabiendas, que quizás tengan que cambiar algunas de las actuales prácticas docentes. Este cambio empieza ya a producirse: se editan bonitos libros de química que incorporan imágenes, ejemplos y narraciones y nuevos Proyectos de Química, pero sin embargo los currículos ‘oficiales’ de química han cambiado poco. (p.115)

Estos han sido insensibles a una realidad manifestada por el desinterés de esta materia, desde el nivel de secundaria.

Conviene además señalar que no es familiar el estilo de preguntas que se formularon; por otro lado, la diferencia entre los porcentajes de acierto, encontradas para los 2 programas académicos, podría correlacionarse con la formación académica recibida. Sin embargo, el alto porcentaje de acierto en la pregunta 10, ratifica que sí han entendido y se han familiarizado con el estilo de pregunta formulado. Los bajos porcentajes generales de acierto para las demás preguntas estarían indicando que los estudiantes en realidad seleccionaron las alternativas al azar.

Respecto a las hipótesis planteadas se evidenció que el comportamiento tiende hacia la hipótesis nula porque el porcentaje de aciertos, corresponde a menos del 80%, basados en una muestra representativa del tamaño de 42 estudiantes, así, los análisis estadísticos son el complemento de una buena investigación y su uso sostiene su credibilidad.

CONCLUSIONES

El diseño de elementos que permita seleccionar contenidos y desarrollarlos, aplicar estrategias, desarrollar actividades, elaborar recursos y establecer criterios de evaluación, se convierte en elemento clave para la preparación de nuestras clases y demás actividades escolares; modelos basados en el constructivismo impactan en el aprendizaje de las ciencias.

De la aplicación del instrumento, Enlace Covalente y su estructura, los resultados arrojaron porcentajes de acierto en general muy bajos: del 19% para estudiantes del LCNEA y del 10% para estudiantes de química; esto evidenciaría una dependencia con la formación académica en educación superior recibida en el área. Aunque en general, se obtuvieron muy bajos resultados, un 74% acertó la respuesta del ítem 10 (pregunta sobre la regla del octeto), confirmando que los estudiantes conocen el tema y que han entendido el estilo de preguntas formuladas. El análisis de las respuestas y de las razones dadas por los estudiantes, evidencian falencias en la aprehensión del tema “Enlace Químico”.

El bajo porcentaje promedio de acierto evidencia falencias en la formación profesional de nuestros universitarios; valida la necesidad de hacer aportes desde la investigación pedagógica y de desarrollar instrumentos que faciliten la aprehensión del enlace químico, concepto básico y estructural de la química.

Agradecimientos

Sea la oportunidad para agradecer al Doctor Jairo Antonio Cubillos Lobo por la constante colaboración, llena de sabiduría y por el ánimo que me brindo, en las dificultades que se presentan en este largo y arduo camino. También me permito agradecer a la escuela de Química y a los docentes Carmen Rosa Pérez, Jairo Gómez y William Fonseca, docentes de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

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